顯示屏藍(lán)光健康評價及測量方法探討

1、顯示屏藍(lán)光健康評價及測量方法探討顯示屏已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的信息溝通工具：可穿戴顯示、手機(jī)、平板、家電以及廣告娛樂等，充斥著生活的各個角落。不僅如此，人們注視顯示屏的時間也在不斷攀升，長達(dá)日均8h。在關(guān)注顯示品質(zhì)的同時，人們對顯示產(chǎn)品的光輻射安全和健康影響也越來越重視，特別是由于長時間注視高亮屏可能帶來的視網(wǎng)膜藍(lán)光危害，以及對人的生物節(jié)律造成影響的非視覺生物效應(yīng)，與此相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)正在熱議中。本文將結(jié)合LCD、led以及OLED等不同

2、顯示產(chǎn)品的特點，闡述藍(lán)光對人體安全和健康的影響，深入分析其評價方法和檢測技術(shù)，為業(yè)內(nèi)提供參考意見。隨著顯示技術(shù)的迅猛發(fā)展，顯示屏的種類越來越多，如LCD，led，OLED以及PLED等等，新型顯示技術(shù)不僅在反應(yīng)速度、色域范圍以及使用壽命上大幅改善，在視覺感官上，以O(shè)LED為代表的新生代顯示，以其優(yōu)良的畫質(zhì)、輕薄的結(jié)構(gòu)以及自由的設(shè)計成為智能顯示領(lǐng)域的新寵兒，并在智能顯示領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，例如可穿戴顯示、手機(jī)ipad、家電以及廣告娛樂等等。

3、圖1顯示屏的應(yīng)用從一定意義上，顯示產(chǎn)品已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的工具，中國人每天對著電腦、手機(jī)、戶外廣告以及電視顯示屏的時間長達(dá)8小時，在如此長時間的注視下，顯示屏的光輻射對安全和健康也漸漸引起了人們的關(guān)注。顯示屏的發(fā)光一般在380780nm可見光范圍內(nèi)，彩色顯示一般通過紅綠藍(lán)三基色控制技術(shù)得到彩色圖像。對于不同顯示屏，其光譜功率分布（SPD）相差較大（圖2是典型LCD，LED、OLED光譜圖），但藍(lán)光成分都相對比較突出。藍(lán)光是組成白

4、光和其它色光的重要成分，但過高能量的藍(lán)光卻會對人體健康造成影響甚至傷害，對此，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與報告中都有確切的規(guī)定以及分析。圖2幾種典型顯示屏的光譜功率分布（SPD）視網(wǎng)膜藍(lán)光危害及其評價參數(shù)可見光波段的輻射一般通過眼睛的眼角膜和晶狀體聚焦成像至視網(wǎng)膜上，從而達(dá)到視見效果，如圖3所示。若藍(lán)光輻射能量過高，則有可能引起視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷：通過光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量具有細(xì)胞毒性的自由基，破壞細(xì)胞正標(biāo)準(zhǔn)中將視網(wǎng)膜藍(lán)光危害分為四個等級：無危險類、1類危險

5、、2類危險和3類危險，危害程度由低到高排列，相應(yīng)等級的限值也是由低到高的。其中，無危險類可允許連續(xù)曝輻的時間為最長8小時，作為一種需要長時間注視的產(chǎn)品，顯示屏的藍(lán)光加權(quán)輻亮度則應(yīng)低于無危險類限值。藍(lán)光對生物節(jié)律的影響非視覺生物效應(yīng)（nonimagefmingeffects）的提出來源于2002年DavidBerson教授對視網(wǎng)膜上第三種感光細(xì)胞——神經(jīng)結(jié)細(xì)胞(ipRGC)的偉大發(fā)現(xiàn)，研究表明，ipRGC上的黑視素感應(yīng)不同波長的光輻射并將

6、感應(yīng)到的光信號傳遞到大腦中，進(jìn)而控制松果腺褪黑激素的分泌來控制人的作息狀態(tài)，影響人體生物節(jié)律，人體的其它生理機(jī)能如血壓、心率和體溫也受影響。圖5（b）為日本福岡女子大學(xué)的Mita，T.等人做的一個光照對褪黑激素分泌影響的實驗，試驗中采用3種光照條件對若干人進(jìn)行了試驗，分別為50lux（dim）、1000lux（baselinecondition）、1400lux(40%increasedonthebaseline)，并持續(xù)對人眼進(jìn)行90

7、min照射，每30分鐘進(jìn)行唾液采樣分析褪黑激素的分泌量值，實驗結(jié)果顯示隨著光照的加強(qiáng)，褪黑激素分泌受到抑制。圖5(a)視覺和生物神經(jīng)傳導(dǎo)通路；(b)褪黑激素與光輻射關(guān)系此外，非視覺生物效應(yīng)對不同波長光的敏感度不同，其主導(dǎo)作用波段為藍(lán)光波段，峰值位于460~470nm之間（如圖6所示），即藍(lán)色波段的光會對褪黑激素的分泌有顯著的抑制作用，使人體表現(xiàn)為興奮和機(jī)敏。而顯示屏光譜中存在的大量藍(lán)光成分恰好位于非視覺生物效應(yīng)主導(dǎo)波段，如果在睡覺前玩手